一、冷镦钢质量对热处理的影响

紧固件制造对原材料的质量要求较高。目前，国内提供的冷镦钢盘条、线材是φ5.5-φ40规格，较为成熟的范围是φ6.5-φ25。下面浅述冷镦钢质量对热处理的影响，供同行参考。

1． 外观质量

冷镦钢盘条、线材应具有良好的表面质量，应光滑、圆整，无凹凸折叠、结疤裂纹、麻点等。外观缺陷将是引起热处理裂纹的起源，冷拔线材更不允许表面缺陷存在，且要求表面圆度误差在±0.03mm以内。

2． 化学成分

合格的化学成分是保证冷镦钢冷镦性能和热处理后力学性能的基础，要求钢材的化学成分全部符合技术标准，且强化元素C、Si、Mn的平均含量基本处于标准要求的中限。

当钢中有害元素P、S增加时，如S含量为0.04%时淬火后易产生裂纹，Mn含量>0.6%时也易淬裂(淬水的紧固件)。有些元素虽然是微量元素，但使钢的热处理规范大不相同，如炼钢时脱氧剂用Al则其微粒溶点高，在钢中起细化晶粒的作用，降低了过热敏感性，使钢成为细晶粒钢，提高热处理工艺性能。反之，用Si之类脱氧剂则会使钢的成为粗晶粒钢，使淬火过热敏感性增大，炼钢时每炉所含微量元素不同，其热处理工艺性能也不同，如含B很微量时，淬透性也大大增加。

3． 脱碳

中碳冷镦钢一般应进行调质热处理，如钢材的脱碳层较深，大于直径D（1/100）百分之一时，一方面会降低紧固件调质后的表面硬度；另一方面可能导致淬火开裂。在检测时应区别原材料脱碳或热处理脱碳，以便提出正确控制方案，确保紧固件品质。

4． 非金属夹杂物

冷镦钢中的非金属夹杂物主要以氧化物和硫化物的形式存在，而氧化物夹杂又根据其成分组成和变形能力分为氧化铝类（B类）、塑性硅酸盐类（C类）和球状氧化物类（D类）。夹杂物的存在隔断了金属的连续性，剥落后就成凹坑或裂纹，在冷镦成形时极易形成裂纹源，在热处理时造成应力集中，产生淬火开裂。因此，对夹杂物须严格控制，标准中对夹杂物未做明确要求。C类（硅酸盐）和D类（球状氧化物）夹杂物的影响最大，硅酸盐夹杂物不大于0.5级；球状氧化物夹杂物不大于1级。

5． 低倍组织

钢中严重的低倍组织缺陷将导致钢材冷镦开裂。在低倍组织检测中对冷镦钢的中心疏松、一般疏松、方形偏析的允许级别≤2.5级。对白点、缩孔、气泡、翻皮等缺陷不允许存在。因这些缺陷都是热处理产生开裂的重要因素。上述缺陷均存在于原材料之中，故在原材料进厂时必须严格检验。

6． 显微组织

冷镦钢的基本组织应该是铁素体+珠光体，要求为2-4级，3级为优。晶粒度要求为6-8级。带状组织是指珠光体及铁素体的条带状分布，这种组织，既造成材料各向异性，又使磨后表面出现不均匀光带以及切削加工及表面粗糙度变粗，淬火后出现软点，这种组织可以用正火消除。

7． 冷顶锻

冷顶锻试验是室温下检验金属承受规定程度的顶锻变形能力，并显示其缺陷的一种试验方法。试验顶锻后主要缺陷包括裂纹、裂缝、折叠等。至少要保证普通级冷顶锻二分之一合格；对螺母和高强度螺栓应保证优质级冷顶锻三分之一合格。

冷镦钢盘条、线材表面的折叠、发纹、夹杂物以及组织不良等都会导致冷镦时开裂，调质热处理后的不良品产生。为此，生产中应严加控制。

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二、冷镦钢的内在质量

在紧固件的生产过程中，经常会碰到冷镦钢在冷镦中发现有裂纹，有的裂纹比较明显且严重，但有时看到一条很小的所谓“裂纹”，其实不一定是裂纹，可能是发裂。发裂与裂纹的区别是，发裂没有深度且较短，约2-3mm，裂纹则深而比较长。

1、硫化物夹杂

发裂实际上是硫化物夹杂，在金相显微镜下100倍观察，连在一起的夹杂主要是硫化物。铁矿中的硫，炼钢时加锰脱硫，形成的硫化锰夹杂就是这种形状。FeS共晶温度为980℃在热加工时导致脆裂，称为“热脆”。而MnS熔点为1620℃，加大Mn量形成MnS后就不会产生热脆。任何钢中都有一定量的锰，既可提高强度，又可消除硫害。锰在钢的冶炼中与氧化铁作用（Mn+FeO+MnO+Fe）主要为对钢有脱氧目的而加入；锰在钢中与硫化铁作用（Mn+FeS+MnS+Fe），能减少硫对钢的有害性。所形成的硫化锰可改善钢的切削性能。锰的加入使钢的强度有所提高，塑性有所降低，对于钢的冷塑性变形性能是不利的，但是锰对变形力的影响仅为碳的1/4左右。由于紧固件成品的特殊性能要求，允许锰的含量为硫的五倍。除了成品的特殊要求外，不宜超过0.9%。

不论形成了MnS还是硫化物夹杂，硫在钢中越少越好。我们在镦制螺母后，进行保载试验时，经常发生螺母爆裂现象，经金相检查，观察纵向剖面，有一条较长的硫化物，这就是产品爆裂的主要原因。

经查阅参考资料，国内国外钢铁企业都采取许多措施来降低冷镦钢材的含硫量，以减少硫化物夹杂。下面介绍部分紧固件钢种的含硫量，可根据产品对钢材内在质量不同要求，向供应商提出用不同的质量等级的钢，这样就可以保证产品质量。

2、氧化物夹杂

在空气中炼钢时，钢液中有氧气，要脱氧处理。在炼钢最后阶段要向钢液中加铝。钢胚经轧制延后形成断续的氧化物夹杂。因此，要求钢材减少含氧量。ML35钢含氧量在3.0*10-5—3.0*10-4。按日本JISG标准SCM435、SCM440、SWRCH35K用铝硅脱氧，都有含氧量的要求，为≤1.5*10-4，需要精炼。各种牌号的冷镦钢都有含氧量的要求，而且基本上差不多。